光谱仪器介绍
光谱仪器是实现光谱分析的物质基础,没有各种不同功能的光谱仪器就不可能有光谱分析。
光谱仪器的基本作用是将来自被分析试样的光(试样受到激励而发射出的光或被试样吸收、散射后的光)分解并按一定规律排列形成光谱,予以观察、记录或分析,提供出所需的光谱信息。
按照工作任务和原理的不同,常用的光谱仪器大致可分为三大类:发射光谱仪器、吸收光谱仪器和荧光光谱仪器。各类光谱仪器具有各不相同的结构,适应各不相同的光谱分析任务。
光谱仪器设计和应用中的基本概念
在设计、使用、评判和鉴定光谱仪器时,都要用到表征光谱仪器特性、功能和质量的基本概念。最常用到的重要概念有:色散率、分辨率、谱线清晰度、谱线强度、波长范围、波长精度、波长重现性、测光(光度)精度、扫描速度等等。
1、色散率
光谱仪器的色散率表明从光谱仪器色散系统射出的不同波长的光线在空间彼此分开的程度或被聚焦到光谱成象面上时彼此相距的距离。不同波长光的这两种分离程度可用角色散率和线色散率两个概念予以表达(在技术应用领域,常为方便而简称为角色散和线色散)
2、分辨率
分辨率是光谱仪器最重要的一个性能指标。它表明仪器分辨开两条极靠近的光谱线的能力,仪器的分辨率越高,可以分辨开的波长间隔越小。
3、谱线清晰度
光谱仪器形成的谱线是否清晰,直接影响到光谱定性分析和定量分析工作的精确性和可靠性。
谱线强度是影响谱线清晰度的一个重要因素,但只有足够的谱线强度一个条件还是不充分的,还必须使背景强度尽量小,才能保证足够的对比度,使谱线在暗背景上明晰的呈现出来。
光谱仪器光学系统的成象质量会强烈的影响谱线的轮廓、谱线长度和宽度方向的强度分布、谱面不同位置谱线的几何尺寸和形状,因此直接影响谱线的清晰度。
即使设计良好的光谱仪器,如果使用时没有经过正确的调整或选择了不佳的工作参数,没有保证必要的工作条件,也会使仪器形成的谱线质量恶化,使谱线的清晰度变差。
4、谱线强度
谱线强度是光谱仪器另一个重要指标,谱线明亮程度及谱线上各点能量的分布状况也直接决定光谱分析的灵敏度和分析结果的可靠性,理想的谱线应是明亮而又均匀的。
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